实验9 RLC电路的稳态特性--huang.ppt

1、一、实验目的,研究交流信号在RLC串联电路中的幅频特性和相频特性. 巩固交流电路中矢量图解法和复数表示法。,实验9 RLC电路的稳态特性,二、实验原理,电容具有“通高频、阻低频”的特性 电感具有“通低频，阻高频”的特性。 RLC电路：有选频和滤波作用。 1. RLC串联电路的幅频特性 谐振频率f0为： 品质因数 : I - f的关系曲线称为幅频特性曲线。,RLC串联幅频曲线,图1 RLC串联电路,?,?,二、实验原理,谐振时，电容电压为电源电压的Q倍,有电压放大作用, 2.RLC串联电路的相频特性 总电压 与电流 之间的相位： -f 的关系曲线称为相频特性曲线 （1）当 f = f0 时， =

2、 0，电路呈电阻性； （2）当 f f0 时， 0，电路呈电感性； （3）当 f f0 时， 0，电路呈电容性。,RLC串联电压矢量图,LRC串联相频曲线,三、实验内容,实验条件：C=0.010mF，L=10mH，谐振频率f0约15.8KHz，R=10。电源US=1.00V（保持恒定，用交流毫伏表监测）,1.RLC串联电路幅频特性测定 R= 10时，I f曲线，f=10KHz-20KHz，1115个点（必做） R= 51时，I f曲线，f=10KHz-20KHz，1115个点（选做） 注意：图中a点共地点！ 测量必须调节和监测US值1.00V不变； 在谐振频率f0附近，每侧至少要测5个点，便于

3、作图。 必须测出UR最大值时对应的谐振频率f0。,三、实验内容,2.RLC串联电路相频特性测定 测 - f曲线 是US与 I相位，由于UR=IR，因而测量US与UR的相位。 实验条件：C=0.010mf，L=10mH，R=10，电源US=1.00V（保持恒定）。,测量幅频特性和相频特的电路图,测定RLC串联电路幅频特性、相频特性的实物电路图,三、实验内容,实验方法：UR与示波器的CH1相连，US与示波器的CH2相连。 “触发源”旋钮选“垂直触发（VERT）”位置，调节“触发电平（TRIG LEVEL）”，使波形稳定。 分别调节US和UR波形的垂直位置，使两波形的x轴（即t轴）重合（以示波器中心

4、水平轴线为基准），测量US周期T（或f）和对应的US与UR之间水平相差（距离）时间t。,三、实验内容,注意： （1）US超前UR， 取“+”，相反则取“-”； （2）在谐振频率f0附近要多测几个实验点，每侧至少要测5个点，得值尽量达到-500+500，便于作图； （3）测量幅频特性和相频特性时，示波器两输入通道CH1、CH2的接地点要接上电路图中电阻R的左端a点。,测量幅频特性和相频特性,三、实验内容,3品质因数Q的测定 实验条件：C= 0.010 mf，L= 10 mH 当R=10.0，调置谐振频率f0时，取电源US =1.00V，测出电容（最大幅度时的）电压UC0= ； 品质因数 = 。,

5、当R=51.0，调置谐振频率f0时，取电源US =1.00V，测出电容（最大幅度时的）电压UC0= ； 品质因数 = 。,图2 测量回路品质因数的电路图,（选做加分内容）,测定品质因数Q的接地点要接上图中电容C的右端 b共地点！,测量回路品质因数的电路图,五、思 考 题,预习思考题:教材 P77页 1，2题 课后思考题:教材 P81页 1，2，3题 附加：参考资料的补充思考题,补充思考题,4测量RLC回路相频特性： 若要测量UR与US波形的水平时间差t时，已调节好示波器的“t读数光标” 光标CH1的位置（如图3-9-6所示），应该再把光标CH2平移到 点的位置上； 要测量周期T，若光标CH1的位置如图3-9-6所示，应该把光标CH2平移到 点的位置上；,如图3-9-6判断：UR波形是超前于US波形，还是落后于US波形？ 电路的电流I是超前于US，还是落后于US？ 此时，RLC电路呈现 性（选：